Александр Фомин - 10 гениев науки

Далее Ньютон дает общие и конкретные рекомендации по поводу того, что следует изучить во время путешествия. Он рекомендует изучать политическую и экономическую обстановку в различных странах, традиции, искусство, корабельные механизмы и способы управления кораблями, природные ресурсы стран и способы их добывания. Конкретные указания содержат много нелепых, с точки зрения современного человека, советов. Например, ученый пишет:

«Не существуют ли в Венгрии, Словакии, Богемии, около города Эйла, или в Богемских горах, вблизи Силезии, золотоносные реки; может быть, золото растворено в какой-нибудь едкой воде, вроде царской водки, и раствор уносится потоком, пробегающим через рудник. Держится ли в тайне или практикуется открыто способ класть ртуть в эти реки, причем ее оставляют там до тех пор, пока она не напитается золотом, после чего ртуть обрабатывается свинцом и золото очищается».

Эти советы, а также тон самого письма некоторые биографы объясняют тем, что Ньютон просто подшучивал над своим респондентом. Однако это мнение мало кто поддерживает. Учитывая политическую обстановку и уровень развития науки на тот момент, можно сказать, что советы Ньютона, касающиеся поведения, весьма мудры, а его рекомендации в области исследований не так наивны.

Дальнейшие два десятка лет в жизни Ньютона крайне бедны событиями биографического рода. Ученый полностью отдавал себя науке. Лишь время от времени он покидал университет для коротких поездок в Вулсторп или Лондон. Поэтому мы перейдем к изложению научной деятельности нашего героя в этот период.

Студенческое увлечение Ньютона оптикой перешло в настоящую страсть. Как мы уже писали, еще во время вынужденного, но чрезвычайно плодотворного пребывания в Вулсторпе, он работал над усовершенствованием телескопа.

В рассказе о Галилее мы довольно подробно описали сконструированный им телескоп-рефрактор, действие которого основано на комбинации линз. Открытия, сделанные с помощью телескопа Галилея, привели к тому, что этот прибор стал очень популярен и многие ученые XVII века взялись за его усовершенствование. Однако в мощности линзовых телескопов тех времен был серьезный ограничивающий фактор — так называемая сферическая аберрация — искажение изображения, связанное с тем, что лучи от точечного источника света, находящегося на оптической оси, не собираются в одну точку с лучами, которые проходят не через эту ось, а пересекаются по некоей поверхности. Одним из способов уменьшить сферическую аберрацию было увеличение длины телескопа. Во Франции даже планировалось строительство телескопа длиной более чем 30 метров.

В 1664 году Ньютон тоже заразился крайне распространенной идеей усовершенствования телескопа. Первая его попытка была направлена на создание несферических линз, которые не давали бы описанной выше аберрации. Сейчас существуют сложнейшие технологии изготовления несферических линз. Но в XVII веке эта задача была практически неразрешимой. Тем не менее, Ньютон справился с ней и получил какие-то линзы. Но их качество, по всей видимости, не допускало возможности практического использования. На трудоемкий процесс создания этих линз Ньютон потратил не менее года. В процессе этой работы он также обнаружил, что искажение дает не только и не столько сферическая аберрация, сколько радужное окаймление, появляющееся вокруг изображения точки — так называемая хроматическая аберрация. От типа линзы появление этого окаймления не зависит. Оставалось два пути: устранить хроматическую аберрацию или воспользоваться другим способом получения изображений далеко находящихся предметов. Ньютон пытался двигаться в обоих направлениях, и преуспел во втором.

Уже в 1668 году он создал первый зеркальный телескоп. Идея такого прибора не была новой. Так, есть сведения, что еще в 1626 году телескоп, в основе которого находилось сферическое зеркало, был построен неким Чезаре Караваджи. Однако степень достоверности этой информации проверить невозможно. Занимался созданием такого инструмента и ученик Галилея Бонавентура Кавальери. Кстати, он больше известен своими математическими изысканиями в области бесконечно малых, то есть был одним из предшественников Ньютона в открытии дифференциального и интегрального исчислений.

Кавальери, однако, не смог создать зеркальный телескоп, выигрывающий в качестве у уже существующих оптических. Наконец в 1663 году проект телескопа-рефлектора был создан шотландским математиком и астрономом Грегори. Уже в процессе создания своего телескопа Ньютон обнаружил этот проект Грегори и впоследствии не претендовал на приоритет идеи, оставаясь, тем не менее, создателем первого функционирующего рефлектора.

Схема рефлектора Ньютона

Созданный Ньютоном в 1668 году зеркальный телескоп имел длину всего 15 сантиметров. При этом он был не менее мощным, чем существовавшие в те времена оптические телескопы. Однако добиться хорошей четкости изображения ученый не смог — помешали плохая полировка и несовершенство материалов. Однако модель 1671 года уже была лишена этих недостатков. Этот экземпляр телескопа сохранился и находится в коллекции Лондонского Королевского общества.

Возможно, предшественникам Ньютона, пытавшимся создать хорошо функционирующий рефлектор, не хватило терпения, настойчивости и мастерства — тех качеств, которыми обладал наш герой. Особенно это касается тщательности полировки отражателя. Здесь Ньютон применил новые, разработанные им самим методы и достиг больших успехов, чем лучшие профессионалы-ремесленники того времени. Вот как он описывал некоторые моменты работы над телескопом:

«Сначала я расплавил одну медь, затем положил туда мышьяк и, сплавив несколько, размешал все вместе, остерегаясь вдыхать ядовитый дым. Затем добавил олова и снова, после очень быстрого расплавления его, все перемешал. После этого сразу все вылил».

«Полировка, которой я пользовался, была такого рода. Я имел две круглых медных пластинки, шесть дюймов в диаметре каждая, одну выпуклую, другую вогнутую, точно притертые одна к другой. К выпуклой пластинке я притирал металл объектива, или вогнутое зеркало, которое нужно было полировать до тех пор, пока оно принимало форму выпуклой пластинки и было готово к полировке. Затем я покрывал выпуклый металл очень тонким слоем смолы, капая расплавленной смолой на металл и нагревая его; чтобы сохранить смолу мягкой, в это время я притирал ее вогнутой медной пластинкой, смоченной для того, чтобы распределить смолу поровну по всей поверхности… Затем я брал очень тонкую золу, отмытую от больших частиц, и, положив немного ее на смолу, притирал к смоле вогнутой медью до тех пор, пока не прекращался шорох; после этого я притирал быстрым движением металл объектива к смоле в течение двух или трех минут, сильно на него нажимая. Далее я насыпал на смолу свежей золы, притирал ее снова до исчезновения шума и после этого, как и прежде, притирал объективный металл. Эту работу я повторял до тех пор, пока металл не отполировался, притирая его напоследок со всей моей силой в течение изрядного времени и часто дыша на смолу для того, чтобы держать ее сырой, не подсыпая свежей золы».